操作系统MAC地址控制

操作系统MAC地址控制

 

摘要：本文分为两部分，分别介绍windows及linux操作系统下的MAC地址控制方法。windows下的MAC控制方法只讲解arp命令，当然，你也可以在windows终端中输入arp加回车查看该命令的详细解释。本文重点在linux下的MAC地址控制方法，这在第二部分中有详细讲解

 

一、Windows操作系统MAC地址控制(arp命令详解)

1.具体功能

该命令用于显示和修改“地址解析协议(ARP)”缓存中的项目。ARP缓存中包含一个或多个表，它们用于存储IP地址及其经过解析的以太网或令牌环物理地址。计算机上安装的每一个以太网或令牌环网络适配器都有自己单独的表。如果在没有参数的情况下使用，则ARP命令将显示帮助信息。

2.语法详解

arp [-a [inetaddr] [-n ifaceaddr] [-g [inetaddr] [-n ifaceaddr] [-d
inetaddr [ifaceaddr] [-s inetaddr etheraddr [ifaceaddr]

3.参数说明

-a [inetaddr] [-n ifaceaddr]
显示所有接口的当前ARP缓存表。要显示指定IP地址的ARP缓存项，请使用带有inetaddr参数的“arp
-a”，此处的inetaddr代表指定的IP地址。要显示指定接口的ARP缓存表，请使用“-n
ifaceaddr”参数，此处的ifaceaddr代表分配给指定接口的IP地址。-N参数区分大小写。
-g [inetaddr] [-n ifaceaddr] 与-a相同。
-d inetaddr [ifaceaddr]
删除指定的IP地址项，此处的inetaddr代表IP地址。对于指定的接口，要删除表中的某项，请使用ifaceaddr参数，此处的ifaceaddr代表分配给该接口的IP地址。要删除所有项，请使用星号(*)通配符代替inetaddr。

-s inetaddr etheraddr [ifaceaddr]
向ARP缓存添加可将IP地址inetaddr解析成物理地址etheraddr的静态项。要向指定接口的表添加静态ARP缓存项，请使用ifaceaddr参数，此处的ifaceaddr代表分配给该接口的IP地址。

注意：inetaddr和ifaceaddr的IP地址用带圆点的十进制记数法表示。物理地址Etheraddr由六个字节组成，这些字节用十六进制记数法表示并且用连字符隔开(比如，00-AA-00-4F-2A-9C)。

只有当TCP/IP协议在网络连接中安装为网络适配器属性的组件时，该命令才可用。

4.例举说明

例子1：要显示所有接口的ARP缓存表，执行以下命令：
arp -a
例子2：对于指派的IP地址为10.0.0.99的接口，要显示其ARP缓存表，执行以下命令：
arp -a -N 10.0.0.99
例子3：要添加将IP地址10.0.0.80解析成物理地址00-AA-00-4F-2A-9C的静态ARP缓存项，执行以下命令：
arp -s 10.0.0.80 00-AA-00-4F-2A-9C

二、Linux操作系统MAC地址控制

Linux作为服务器操作系统，具有服务稳定、功能强大的特点。自 Linux 2.4内核以来，其中又内置了NetFilter包过滤架构。它从而具有强大的数据包过滤功能，保证用作软件路由器时更得心应手。例如，很多中小企业使用 Linux软件路由器将内部网络接入Internet，其效果并不比某些专有系统逊色，而且在功能定制、应用扩展等方面更有优势。在接入Internet中，不同的用户应当拥有不同的权限，为了防止权限盗用问题，对用户的识别非常重要。目前，常见的识别方法有用户名/密码识别、用户IP地址识别和用户网卡物理地址（MAC地址）识别等。

基于用户名/密码的认证是传统的识别方法。它在管理和使用上都比较繁琐，客户端也需要进行配置，大部分办公用户不能独立完成此类配置，对密码的保护也不够。这种方法往往是既加重了网络管理员的负担，又达不到认证的目的。 IP地址识别虽然可以做到客户端零设置，但是由于IP地址修改方便，无法杜绝IP地址盗用的情况，所以基本无安全性可言。

再来看网卡的物理地址。由于普通用户无法修改网卡的MAC地址，并且它和IP地址一样都是惟一的，完全可以用来识别用户，不需要客户端进行任何配置。即便是网络发生了变化，如扩容、改建等，导致客户端IP地址或用户名改变也不会影响到MAC地址。因此，通过判断客户端MAC地址的方法来识别用户，实现所谓的透明认证是一种简单、有效的选择。
下面我们来讨论当Linux被用作Internet网关，并集成代理服务时的MAC地址透明认证方法。目前，通过MAC地址识别用户的方法主要有使用iptables的mac匹配模块、使用代理服务器自身的mac地址检查功能和利用静态ARP表进行控制三种。

使用iptables的MAC匹配模块

在 Linux 2.4内核中，包过滤模块发生了根本性的变化，完全由内核控制，效率得到了很大的提高。控制内核包过滤的工具，也用iptables取代了 ipchains。在iptables的标准发布中，就带有MAC地址匹配的模块。我们可以通过iptables -m mac 命令来装载它。

假设局域网通过一Linux网关接入Internet，我们为拥有上网权限的A用户分配了IP地址192.168.1.25/32，其MAC地址为00: 02:01:50:bb:53。根据TCP/IP原理，最终封装后的IP数据包实际上有一个包含网卡MAC地址的字段。因此，我们可以通过检查这一字段来达到防止盗用IP的目的。在这个例子中，就是在Linux网关上检查来自192.168.1.25/32的包，看看这些包的MAC地址是不是00:02: 01:50:bb:53。具体命令如下：

 

# 设置 PREROUTING链的默认规则为丢弃，以禁止所有包通过。iptables -t nat -P PREROUTING DROP# 检查IP地址为192.168.1.25/32的用户的MAC地址。如果与指定的MAC地址不匹配，说明源自192.168.1.25的包并不是从该网卡上发出的，即是非法用户，就应当丢弃这些包。iptables -t nat -A PREROUTING -s 192.168.1.25 -m mac -mac-source ! 00:02:01:50:bb:53 -j DROP# 如果MAC地址匹配，包才能到达这里，并被允许通过。iptables -t nat -A PREROUTING -s 192.168.1.25 -j ACCEPT

这样，即使有一个未授权用户 B自己设置了IP地址为192.168.1.25（由于本机设置始终优先于DHCP，所以这种情况是很普遍的），当包通过网关时由于MAC地址不匹配，他仍然不能拥有A用户的权限。这样就达到了识别用户的目的。

使用代理服务器自身的MAC地址检查功能

Linux 下使用较多的代理服务器是 Squid和Socks5。此处以Squid为例，说明如何检查客户端MAC地址。由于Squid的RPM发布版通常没有启用这一特性，这种版本使用MAC匹配会提示错误的acl类型，所以我们必须手工编译源代码。首先下载squid-2.x-src.tar.gz，然后用tar xvfz squid....tar.gz命令解开源代码，并进入展开后的子目录，用./configure配置编译选项。除了启用自己需要的特性外，再加上参数 -enable-arp-acl，即允许设置acl(Access Control List)为arp（MAC地址匹配）方式。然后执行make, make install。
安装完成后，就可以修改squid.conf来匹配MAC地址了，如下所示：

# 设置一个 accept_group列表，该用户的MAC地址为00:02:01:50:bb:53。acl access_group arp 00:02:01:50:bb:53# 根据最低安全要求，设置all列表，包含源IP地址为0/0，即所有用户。acl all src 0/0 # 允许accept_group组正常访问 http_access allow accept_group # 禁止其他所有未经授权的访问 http_access deny all

启动 Squid，并配置正确的缓存目录和端口转发。

当Squid 收到请求时，无论请求用户来自哪个IP地址或主机，它都会检查其MAC地址，并且只允许MAC地址为00:02:01:50:bb:53的请求通过。这样也可以实现客户端零配置的用户识别。对于使用iptables + Squid做透明代理的Linux网关来说，可以选择iptables或Squid来识别用户。

利用静态ARP表进行控制

我们知道， ARP（Address Resolution Protocol，地址转换协议）被当作底层协议，用于IP地址到物理地址的转换。在以太网中，所有对IP的访问最终都转化为对网卡MAC地址的访问。

不妨设想一下，如果主机A的ARP列表中，到主机B的IP地址与MAC地址对应不正确，由A发往B数据包就会发向错误的MAC地址，当然无法顺利到达B，结果是A与B根本不能进行通信。Linux可以通过arp命令控制ARP转换，即IP到MAC的转换。因此，也能利用这一功能对用户MAC地址进行匹配。下面我们就来看看arp命令的用法。

输入arp将显示当前所有ARP转换记录，类似于这样：

 

Address	HWtype	HWaddress	Flags Mask	Iface
www.myhome.net	ether	00:06:29:57:16:F5	C	eth0
218.200.80.177	ether	00:01:30:F4:32:40	C	eth1
ntc9.myhome.net	ether	00:02:1E:F1:92:C2	C	eth0
192． 168．1．25	ether	00:02:1E:F1:92:C2	C	eth0

由此可以看到，当前系统保留的 IP地址与MAC地址一一对应，并指明了硬件类型（Hwtype）和通信所使用的接口（Iface）。不过这些都是动态生成的，无需手工干预。我们要做的恰恰是手工干预这一过程。

我们需要用到arp命令的另一重要功能，就是手工更改这一对应关系。此外，该命令还可以读取文本文件中的ARP记录，其默认文件是/etc/ethers。也就是说，当输入ARP-f的时候，系统就会读取/etc/ethers这个文件，并以其中的项目取代系统当前的ARP记录。假设/etc/ethers 文件内容如下：

192.168.1.25 00:02:01:50:bb:53

然后执行命令 arp -f。

这时，我们查看系统ARP表，会发现无论192.168.0.25原来对应的MAC地址是什么，都会被新的所取代：

Address	HWtype	HWaddress	Flags Mask	Iface
www.myhome.net	ether	00:06:29:57:16:F5	C	eth0
218.200.80.177	ether	00:01:30:F4:32:40	C	eth1
ntc9.myhome.net	ether	00:02:1E:F1:92:C2	C	eth0
192． 168．1．25	ether	00:02:01:50:bb:53	C	eth0

此时，本机发往192.168.1.25的数据包目标MAC地址将由原来的00:02:1E:F1:92:C2改为00:02:01:50:bb:53。显然，如果192.168.1.25所在网卡的MAC地址并非00:02:01:50:bb:53，数据包就无法到达正确的目的地，那么它们也就无法通信了。这样也达到了识别非法用户的目的。

当然，控制MAC地址的方法还不止这些，例如可以利用交换机的端口管理功能识别用户。根据交换机的原理，它是直接将数据发送到相应端口，那么就必须保有一个数据库，包含所有端口所连网卡的MAC地址，由此可见，控制每个端口使用的MAC地址理论上是完全可行的。大部分中高端交换机如3Com SuperStack系列等，都具有这种功能。具体操作与交换机型号有关，这里就不赘述。

最后，提醒一下，MAC地址控制并非绝对保险。正如这个世界上没有绝对解不开的密码一样，所谓安全都是相对于特定的环境而言。现在，很多网卡都支持MAC地址的软件修改，Linux和Windows本身也都有办法修改这一物理地址。不过由于这种方式相对稳定，摒弃了繁琐的客户端设置，对用户完全透明，而且具备很强的可操作性，所以在某种程度上说是安全的。